课程设计说明书
课程设计名称：电子课程设计
课程设计题目：模拟部分：串联型连续可调直流稳压负电源
数字部分：数字式定时开关
学院名称：信息工程学院
专业：电子信息工程班级：
学号：姓名：
评分：教师：
2014 年 09 月 25 日
电子课程设计任务书
20 14 －20 15 学年第 1 学期第 1 周－ 4 周
内容及要求
1.完成Altium Designer制图（原理图、PCB制图）；
2.串联型连续可调直流稳压负电源电路设计与仿真；
3.数字式定时开关电路设计、制作及调试；
4.撰写设计报告。
进度安排
1. 完成Altium Designer制图（原理图、PCB制图）：1周；
2．串联型连续可调直流稳压负电源电路设计与仿真：1周；
3．数字式定时开关电路设计：1周；
4．制作、调试、验收、撰写设计报告：1周；
学生姓名：
指导时间：第1～4周指导地点：
任务下达2014年 9 月 1日任务完成2014 年9月25日考核方式 1.评阅√□ 2.答辩√□ 3.实际操作√□ 4.其它√□指导教师系（部）主任
摘要
本课程设计包含PCB的原理及制作，数字式定时开关的设计与仿真，串联型连续可调直流稳压负电源电路的制作与调试。通过这次的课程设计，我们对于曾经学过的知识有了更加深刻的理解和巩固，同时也锻炼了我们的动手能力，收益颇多。
数字式定时开关电路是起定时报警或者定时开关电器的电路，在日常生活中应用很广。当今社会许多家用电器都有定时功能，定时可以节省能源，还可以提醒用户电器的工作状态。
数字电子技术是一门实践性和应用性都很强的课程，因此在学习课程理论知识的同时，应重视和加强实践训练，要注重对技术应用能力的培养，使理论和实践紧密结合，融为一体，通过本次课程设计还学到了分析、查寻、和排除故障的方法。
关键词：PCB，数字式定时开关，串联型连续可调直流稳压负电源,计数器，译码器，蜂鸣器
目录
前言 (01)
第一章数字式定时开关设计 (02)
1.1 设计要求 (02)
1.2 系统组成及工作原理 (03)
1.3 电路中各部分电路分析及参数计算 (07)
第二章电路组装与调试 (08)
2.1 电路元器件的排版与焊接 (08)
2.2 电路的差错调试 (08)
2.3 测试结果结果分析 (10)
第三章串联型连续可调直流稳压负电源电路 (11)
3.1 设计要求 (11)
3.2 系统组成及工作原理 (11)
3.3 仿真结果 (14)
第四章总结与展望 (19)
4.1 总结 (19)
参考文献 (20)
附录一：元件清单 (21)
附录二：PCB图 (23)
前言
除了纯粹的理论知识外，当然我们也需要经过动手实验来更加深入的了解这些知识的应用，正所谓，“理论脱离实践是最大的不幸。”因此，学校给我们安排了为期一个月的课程设计。
本次课程设计我们两人一组以老师所给的课题进行一次全程自行设计制作的实践课程，而这次实践中，我们组所选的是串联型连续可调直流稳压负电源电路设计与仿真和数字式定时开关电路设计仿真和制作。
为此，我与我的同组伙伴也收集了许多相关的信息和资料，为了此次的课程设计做了充足的准备。
第一章数字式定时开关
1.1 设计要求
设计并制作一数字定时开关，此开关采用BCD拨盘预置开关时间。其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED数码管显示。此开关预置时间以后通过另一个按钮控制并进行倒计时，当时间显示为0时。开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始，计时时间到驱动扬声器报警。
1.2 系统组成及工作原理
1.2.1 系统组成
这一系统具体分为五大主要部分：控制电路、秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路、报警电路。这五部分互相之间配合起来组成整个系统，实现数字定时开关的功能。
1.2.2 工作原理
本开关由秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路、报警电路以及一些门电路和开关按钮组成的控制电路所构成的。其工作原理是由555定时器构成的多谐振荡电路作为秒脉冲发生电路产生一脉冲信号，将此脉冲信号输入计时电路，计时电路由CD40192构成，利用CD40192的减计数端进行倒计数，计数范围是0—9，由于输入的脉冲信号的频率接近一秒，计数器是每秒减一计数，再通过CD4511
译码器进行译码由LED共阴数码管显示。报警电路可由一个高电平信号驱动蜂鸣器报警。当译码器的输出端全为低电平时，数码管上显示的是“0”。而四个低电平信号经过一些门电路可以得到一个高电平来驱动蜂鸣器。这个高电平还能够反馈到计数器的清零端，使得计数器停止计数，数码管的显示停留在“0”。用到一个按钮开关控制计数器的清零端，使得再按按钮时，倒计时又开始。完成整个基本要求。但因为实验中元器件的原因，且74L192D具有和CD40192芯片相同的管脚与功能，并对应相同，因此在该实验中，我们用74L192D来代替CD40192。
1.3 电路中各部分电路分析及参数计算
1.3.1 控制电路
利用CD40192的减计数端(Q1、Q2、Q3、Q4)进行信号控制，四个开关作为置数和倒计时的控制。
1.3.2 秒脉冲发生电路
图1-1 秒脉冲发生器
多谐振荡器的振荡周期T1计算公式为：
T1=(R1+2R2)*ln2*C2
各参数的值：
R1=50k R2=47k C2=10μF
将各参数的值代入上面的计算公式得：
T1=0.9981≈1s
则可得到1秒的脉冲。
1.3.3、计数器
CD40192为可预置BCD可逆计数器。其引脚图附录三所示。当MR为高电平时,计数器置0。PL为低电平时，进行预置数操作，P0—P3上的数据置入计数器中。当CPU=“1”时，在CPU上跳变，计数器减一计数。可由PL置数端和P0—P3数据输入端完成数字定时功能，在0~9内任意置数。
表1—4 CD40192的功能表
1.3.4、译码显示电路
1、译码显示电路选用CD4511进行译码，选用共阴LED数码管进行显示。
2、数码显示译码器
（1）七段发光二极管(LED)数码管，LED数码管是目前最常用的数字显示器，图(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。
一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。
(a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）
图 1.4.1 LED数码管
（2）BCD码七段译码驱动器
此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511 BCD码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极LED数码管。附录三为CD4511引脚排列，
A、B、C、D —BCD码输入端
a、b、c、d、e、f、g—译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。
LT—测试输入端，LT＝“0”时，译码输出全为“1”
BI—消隐输入端，BI＝“0”时，译码输出全为“0”
LE —锁定端，LE＝“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE＝0时的数值，LE＝0为正常译码。
0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐
0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐
0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隐
1 1 1 ××××锁存锁存
表1.4.2为CD511功能表。CD511内接有电阻，故只需在输出端与数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。
1.3.5 报警电路
报警电路选用连接一个蜂鸣器够成报警电路。当CD40192的输出全为“0”时，经过门电路得到一个高电平驱动报警电路工作。只要四个输出有一个是高电平则得到的是一个低电平。到了“0”，蜂鸣器报警。没到“0”，不报警。
1.4 电路仿真
系统电路的仿真图如下：
第二章电路的组装与调试
安装与调试在电子制作中是实际操练的一步，理论走向实践的过程。
2.1 电路元器件的排版及焊接
在原理分析完毕后，列出元件清单，领取完元器件后（在实际中，因为元器件有限，所以开关用了一个来控制），对元器件核对无误后，按电路图根据管脚走线布好局，进行测试过程。先是555脉冲发生器及其电阻、电容，然后是计数器CD40192、开关、或门4072BD、非门、译码器和蜂鸣器，最后布的是数码管（注：在元件的排布上也要十分的注意，不能太过密集也不能太过稀疏，不然会造成线路干扰或者浪费材料等等不良的结果。）按高低顺序焊好元器件和用焊锡走好线，由于元件不多，很快就完成了焊接任务。
2.2电路的查错与调试
焊接完后，接上电源，电源蜂鸣器不响。经排查发现有一个焊点重合了。进行预置数调试，但预置数调试并不如想象中的顺利，经常出现一些如：无法正确预置数、预置数无效、预置数不稳定等情况。后发现是由于开关焊接出现错误，将一头悬空导致高电平，后将其正确焊接后预置数稳定。
2.3测试结果与分析
接上电源后数码管上显示的结果是：开关K5断开时，由四个预置数开关进行置数，可从0～9进行置数，数码管的示数一直显示为预置的数；当K5闭合时，数码管上的数值由刚才预置的数开始减计数直到0，而且显示为0时蜂鸣器处于报警状态，发出警报；译码的数值为0，数码管一直显示0，而报警器一直报警；调整K5的通断又可以重复上面的过程。
分析：通过控制K1、K2、K3和K4开关的通断来预置数，用K5的通断来控制是否计数，当倒计数为0时会自动报警并一直保持为0。
可调式直流稳压电源设计 姓名：艾林 学号：09325201 专业：电子信息工程 班级：093252 指导教师：黄河 2011年1月1 日
目录 一课程设计目地 (3) 二功能电路整体思路 (3) 三功能模块分析 (4) 四心得体会 (9) 五实物展示 (10) 六参考文献 (11) 七致谢 (11)
一设计目的 本次设计的题目为“可调试直流稳压电源”。在设计过程中应实现以下几点要求： 1.输入电压为220V AC 输出为直流电压 2.电压变化范围：1.8~17V 3.连续可调 二功能电路整体思路 若实现稳压电源，首先就要就电路进行稳压。在稳压方面可选用变压器来完成。由输入交流电压变为直流则须对电路进行整流。本次设计选用全波桥式整流电路进行整流。然后要对输入的电压进行调节。在调节方面。可选用可调节三端正电压稳压器进行调节（LM317）。通过整流后得电流幅值变化很大，所以需要用电容对电流进行滤波。然后输出即可。 电路模块： 稳压——>整流——>调压——>滤波——>输出
三功能模块分析 ⑴元件清单 注：制作实物所需其它设备：电烙铁覆铜板焊锡漆包线钳子等。
⑵元件性能分析 ①.色环电阻 电阻值计算示意图下如图所示： ②桥式整流器 原理图： 桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。用来将交流电转变成直流电。桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘朔料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。
串联反馈型晶体管稳压电路解析分析方法的研究 时间：2009-02-24 15:45:23 来源：ednchina 作者： 1 串联反馈型晶体管稳压电路的计算模型 串联反馈型晶体管稳压电路中含有的元器件种类繁多，把他作为我们研究问题的对象，使得研究结果具有普遍性。串联反馈型晶体管稳压电路如图1所示。图中，Ui为电网电压经变压、整流、滤波后的输出电压值；VT1为调整管，VT2为放大管，VD为稳压管，内阻为r。假设，VT1的参数为rbe1，β1；VT2的参数为rbe2，β2。 根据电路图可知电路有5个独立节点，输入为节点1，输出为节点5，其余节点按顺序标于图中。 根据放大电路导纳矩阵的建立方法，可以对此电路建立计算模型。 (1)首先去掉晶体管VT1和VT2，写出剩余部分电路的导纳矩阵。 (2)按电路中的实际编号，写出晶体管VT1和VT2的节点导纳矩阵。 (3)将YVT1，YVT2按他的元素所在的行、列位置"对号入座"地补入Y0中，得到串联反馈型晶体管稳压电路的节点导纳矩阵：
此导纳矩阵即是用来描述串联反馈型晶体管稳压电路的数学模型。对于稳压电源而言，我们所关心的是稳压电源的输出电压是否恒定、输出电阻是否很小、稳压系数是否很小。有了稳压电源的数学模型，下一步的问题就是如何对数学模型进行求解。 2串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解 2.1 串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解 对于直流稳压电路来说，可以假设有两个外加恒流源电流，分别记为Iω1和Iωn，方向以从外节点流入为正。这样整个电路的方程组包括反映信号源和负载的方程各一个。由于对外只有两个节点，可以用两个方程来描述，再考虑外加恒流源和支路电流关系的两个方程，总共6个方程来描述。利用直流稳压电源的节点导纳矩阵，可以得到端口方程： 由于稳压电路有公共点，所以可以求得节点电压列向量： 式中，△为稳压电路节点导纳矩阵的行列式；△11为此导纳矩阵中位于第1行第1列的元素所对应的代数余子式；△n1为此导纳矩阵中位于第n行第1列的元素所对应的代
目录 一、设计目的 (1) 二、设计任务及要求 (1) 三、设计步骤 (1) 四、总体设计思路 (2) 五、实验设备及元器件 (5) 六、测试要求 (5) 七、设计报告要求 (6) 八、注意事项 (6)
直流稳压电源的设计 一、设计目的 1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二、设计任务及要求 1．设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输出电压可调：U o=+3V～+9V ②最大输出电流：I omax=800mA ③输出电压变化量：ΔU o≤15mV ④稳压系数：S V≤0.003 2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 3．自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。 4.批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。 三、设计步骤 1．电路图设计 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 2．电路安装、调试 （1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。 （2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 （3）重点测试稳压电路的稳压系数。 （4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。
前言 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的技术，服务于各行各业。数字式稳压电源与传统稳压电源电路相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点。目前，数字式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于我们生活、工作、科研、各个领域。 本文将介绍一种数字式直流稳压电源，要求输出电压量程±12V，0V～+12V 连续可调；输出电压可数字显示，显示精度优于±0.1%；输出电流400mA。其中，发挥部分为：电压调节方式为：以0.1V为步进加或减；通过按键对可调电压输出一路进行预置数，0V～12V的任意一整数电压值可作为预置数。 作为第一次课程设计，整个资料搜集与工作过程有待提高。第一步用一天时间重点温习模电课本中稳压电源部分，对直流稳压电压的原理，结构框图，变压、整流滤波、稳压三大部分有了初步了解。第二步结合任务书的基本要求，用两天时间查找搜集相关书籍与网络资料，在茫茫书海中找到核心资料，先确定总体方案为数控方式，再模块方案选择与论证，确立变压、单相桥式整流电容滤波、两路稳压输出、数控与数显的设计结构。画出整个电路草图。第三步，学习multisim 软件的电路原理图画法与电路仿真。在该软件的学习与使用的过程中遇到一些大大小小的问题。比如安装程序，熟悉各种工具的使用，元器件的查找，仿真起初难以出结果等等。原理图和仿真完成后，第三步则撰写报告。整个课程设计过程，不仅使我们更扎实的学习电子技术课程、学会仿真软件multisin；而且将理论知识与实践相结合，一定程度的锻炼了我们的动手和电子设计能力，资料搜集能力，也达到了一种将知识活学活用的目的。
目录 1设计要求 (4) 2整体设计方案 (5) 2.1设计思路 (5) 2.2总体方案论证与选择 (5) 3单元方案的选择与论证................................ 错误！未定义书签。 3.1整流电路模块.................................. 错误！未定义书签。 3.2滤波电路模块 (10) 4系统的硬件设计与实现................................ 错误！未定义书签。 4.1连续可调直流稳压电路.......................... 错误！未定义书签。 4.2A/D转化电路 ................................... 错误！未定义书签。 4.3数字显示电路.................................. 错误！未定义书签。 5 multisim的仿真与调试 (21) 6总结 (26) 7鸣谢 (26) 8元器件明细表及参考文献.............................. 错误！未定义书签。9收获体会 (27)
可调的直流稳压电源电路设计 课题名称直流稳压电源 所在院系 班级 学号 姓名 指导老师 时间
目录 一、摘要 (3) 二、设计要求 (3) 三、元件及其介绍 (4) 四、设计原理及参数计算 (4) (1)电源变压器 (4) (2)整流电路 (5) (3)滤波电路 (5) 五、直流稳压电源的工作原理 (6) 六、可调式三端稳压器的引脚图及其典型应用电路6 (1)设计电路图 (6) (2)仿真 (7) 七、设计结论心得体会 (8) 八、附表附录 (9)
摘 要 电源是电子设备中的一个重要组成部分, 其性能的优劣直接影响着设备的工作质量, 随着技术的不断革新, 电源技术发生了巨大变化。 随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。 本次设计的题目为串联型连续可调直流稳压负电源：先是家用电源经过变压器得到一个大约（15~30V ）的电压U1，然后U1经过一个桥堆进行整流，再采用可调阻值的滑动变阻器进行分压，在桥堆的输出端加一电容C 进行滤波，滤波后再通过LM317（具体参数参照手册）输出一个负电压，在LM317的输出端加一个电阻R1，调整端加一个电位器RW ，这样输出的电压就可以在某一范围内可调。因为电源的设计中要求输出电流可以扩展，在LM317的输出端加一个晶体管。这样输出的电压就可以在0~9.9V 范围内可调。 经过一系列的分析、准备、设计、调试…除了在布局和无焊接方面之外，设计的电路基本符合设计要求。 关键词: 开关电源; 稳压电源;可调 直流稳压电源 设计要求 输入（AC ）：U=220V ，f=50HZ ； 输出直流电压0~9.9v 输出电流Imax=100mA;(有电流扩展功能) 负载电流mA I 800 具有过流保护功能。 系统框图
1课程设计的目的 通过课程设计，培养综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的实际本领，加深对该课程知识的理解。 主要培养以下能力:查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；方案的选择：树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力；迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力；用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 为以后的毕业设计奠定了坚实的基础。 2课程设计的题目描述和要求 （1）设计要求 ①直流输出电压U O =20V，最大输出电流I Omax =200mA ②稳定程度：当电网电压变化±10％时，输出电压U O 的变化小于±0.5％；电源内阻RO≤0.5Ω（即I O由变到200mA时，输出电压的变化值△U O≤ 0.5Ω×200mA=0.1V，为输出电压U O=20V的0.5％） ③输出端纹波电压有效值小于5mV ④工作温度：-10℃～+40℃ （2）电路可以达到的技术指标 ①输出电压U O =20V，输出电流I O =0～200mA ②电网电压波动±10％，输出电压变化小于±0.1％ ③电源内阻R O ≤0.1Ω ④输出纹波电压有效值小于2mV 3课程设计报告内容 3.1设计方案的选用和说明 串联型稳压电路：串联型稳压电路是以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载的电流；在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过改变反馈网络参数使输出电压可调。 串联反馈型晶体管稳压电路：工作在放大区的晶体管，它的集-射极之间的
电压U ce 和集电极电流I c 随基极电流I b 的大小而变动。当基极电流I b 增加时，U ce 将减小，I c 将增大，这相当于晶体管集电极与发射极间的电阻减小；而当基极电 流I b 减小时，U ce 将增大，I c 将减小，这就相当于晶体管集电极与发射极之间所 呈现的电阻增大。由此可见，在线性放大区工作的晶体管，在基极电流的控制下，集-射极之间的电阻是可以改变的。所以，晶体管完全可以充当串联反馈型稳压电路的调整元件，称为调整管。用晶体管作调整管的串联反馈型稳压电路叫做反馈型晶体管稳压电路。 所以，可以选用串联型稳压电路来实现对串联反馈调整型稳压电路的设计。 3.2设计方案的各部分工作原理 单相交流电经过电源变压器，整流电路和稳压电路，滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框及各电路的输出电压波形如图3.2.1所示，下面就各部分的作用加以介绍。 图3.2.1 直流稳压电源方框图 直流电源的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的数值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。目前有些电路不用变压器，利用其他的方法升压或者降压。 变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换成直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。半波整流电路和全波整流电路的波形如图中所画。可以看出，它们均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作；例如，交流分量会混入输入信号被放大电路放大，甚至在放大电路的输出端所混入的电源交流分量大于有用信号，因而不能直接作为电子电路的供电电源。应当指出，图中整流电路输出端所画波形是未接滤波电路时的波形，输入滤波电路后将有所变化。 为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。理想
可调的直流稳压电源电路设计 目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、实验设备及元器件 (2) 四、设计步骤 (3) 1．电路图设计方法 (3) 2、设计的电路图 (3) 五、总体设计思路 (4) 1．直流稳压电源设计思路 (4) 2．直流稳压电源原理 (4) 1、直流稳压电源 (4) 2、整流电路 (5) 3、滤波电路——电容滤波电路 (6) 4、稳压电路 (8) 5、设计的电路原理图 (9) 3．设计方法简介 (9) 六、课程设计报告总结 (11)
一、设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二、设计任务及要求 1、设计一个连续可调的直流稳压电源，主要技术指标要求： ①输入（AC）：U=220V，f=50HZ； ②输出直流电压：U0=9→12v； ③输出电流：I0<=1A； ④纹波电压：Up-p<30mV； 2、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 3、自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。 4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图，并仿真和调试，并测试其主要性能参数。 三、实验设备及元器件 1、装有multisim电路仿真软件的PC 2、三端可调的稳压器LM317一片 3、电压表、滑动变阻器、二极管、变压器
四、设计步骤 1．电路图设计方法 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 （5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 （6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输 出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调，因要求电 路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 2、设计的电路图 图1 可调的直流稳压电源
第一章串联反馈型稳压电源整体简介制作串联反馈型稳压电源的目的要求 一、基本目的 此次工程训练选择使用分立式元器件构成串联反馈型直流稳压电源。学生通过实训了解相关分立式元器件的基本结构、工作原理、特性和参数以及由它们构成的串联型直流稳压电源的工作原理、原理图的设计和参数的计算、元器件的选用、计算机软件实现硬件的仿真、PCB板的设计、电路的安装和调试，最后完成达到技术指标要求的标准产品。 二、基本要求 1、依据性能指标和器件状况，设计稳压电源电子电路，并计算器件参数确定选择器件。（含散热设计）； 2、以本工程训练为实例先学习Protel99SE基本知识，并运用其绘制电源sch原理图和PCB图； 3、学习Proteus知识，对本电源电路进行仿真，最终确定sch和pcb图； 4、掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作； 5、测量电源相关各项技术指标，完成系统调试。 基本知识介绍 一、电源变压器知识 1．初级(Primary Winding)：是指电源变压器的电源输入端。 2．次级(Secondary Winding)：是指电源变压器的输出端。
3．额定输入电压U：是指电源变压器的初级所接上的电压，也就是电源变压器的工作电压。对GS变压器来说，U＝230V；对BS变压器来说，U＝240V。 4．空载电流I：是指电源变压器的初级接上额定输入电压U而次级不带负载（即开路）时，流过初级的电流。I与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其I也可能不同。 5．空载电压U：是指变压器初级接受上额定输入电压U次级不带负载（即开路）时，次级两端的电压。U与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其U也可能不同。 6．负载电流I：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，流过负载的电流。 7．负载电压U：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，负载两端的电压。 8．定输出功率P：是指变压器在额定输入电压U时的输出功率，它表示变压器传送能量的大小。一般来说，在相同频率下，P越大，变压器的尺寸越大；P相同，即使输出电压U不同，变压器的尺寸也相同，即变压器的价格也应相差无几。 由公式P=U*I可知若输出功率P一定，若输出电压U越高，则输出电流I越低。举例来说，一个输出功率P=10VA的变压器，若输出电压U=24V，则输出电流I= P/U=10VA/24V ＝；若U=12V，则输出电流I=。 电源变压器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2较小。 变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。 对于本次工程训练对电源变压器的要求主要为次级空载电压大小，额定输出功率，变压器的额定容量，所以在本次工程训练中选择的是小型单相式变压器，有四组输出线分别为7V、
串联型直流稳压电源设计报告 一、计题目 题目：串联型直流稳压电源 二、计任务和要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V 、9V 两档，正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA ，最大电流为500mA ； 3、纹波电压峰值▲V op-p ≤5mv ； 三、理电路和程序设计： 1、方案比较 方案一：先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由E B BE U U U -=可知BE U 将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R 两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一样。 图1 方案一稳压部分电路 方案二：经有中间抽头的变压器输出后，整流部分同方案一一样擦用四个二极管
组成的单相桥式整流电路，整流后的脉动直流接滤波电路，滤波电路由两个电容组成，先用一个较大阻值的点解电容对其进行低频滤波，再用一个较低阻值的陶瓷电容对其进行高频滤波，从而使得滤波后的电压更平滑，波动更小。滤波后的电路接接稳压电路，稳压部分的电路如图2所示，方案二的稳压部分由调整管，比较放大电路，基准电压电路，采样电路组成。当采样电路的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到A的反相输入端，然后与同相输入端的电位进行比较放大，运放的输出电压，即调整管的基极电位降低（升高）；由于电路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使输出电压得到稳定。 图2 方案二稳压部分单元电路 对以上两个方案进行比较，可以发发现第一个方案为线性稳压电源，具备基本的稳压效果，但是只是基本的调整管电路，输出电压不可调，而且输出电流不大，而第二个方案使用了运放和调整管作为稳压电路，输出电压可调，功率也较高，可以输出较大的电流。稳定效果也比第一个方案要好，所以选择第二个方案作为本次课程设计的方案。 2、电路框图 整体电路的框架如下图所示，先有22V-15V的变压器对其进行变压，变压后再对其进行整流，整流后是高低频的滤波电路，最后是由采样电路、比较放大电路和基准电路三个小的单元电路组成的稳压电路，稳压后为了进一步得到更加稳定的电压，在稳压电路后再对其进行小小的率波，最后得到正负输出的稳压电源。
电子科学与技术专业课程设计 目录 一、设计目的作用 (1) 二、设计要求 (1) 2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1) 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2) 2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2) 三、设计的具体实现 (2) 3.1 系统概述 (2) 3.2 单元电路设计与分析 (4) 3.2.1 降压电路 (5) 3.2.2 整流电路 (5) 3.2.3 滤波电路 (7) 3.2.4 稳压电路 (9) 3.3 元件电路参数计算 (10) 3.4 改进方案 (11) 3.5 电路主要测试数据 (12) 四、总结 (12) 五、附录 (12)
六、参考文献 (14)
设计要求 2.1 直流稳压电源的种类及选用 直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型： （1）化学电源：平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。 （2）线性稳压电源：线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热,而且由于变压器工作在工频（50Hz)上,所以重量较大。该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品；缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。 （3）开关型直流稳压电源：电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹，功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态，开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相 对于线性电源来说纹波较大（一般≤1% V ) (P P o-，好的可做到十几mV P P- 或更小)。 它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 （1）稳定性好 当输入电压Usr（整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc的变化应该很小一般要求。由输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S来表示：S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小， 电源的稳定度越高。通常S约为10-2~10-4。 （2）输出电阻小 负载变化时（从空载到满载），输出电压Usc，应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻（又叫等效内阻）用rn表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。rn反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn越小，则Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压
要制作可调直流稳压电源，首先来了解一下可调直流稳压电源的基本工作原理。直流稳压电源工作流程为降压、整流（把交流电变直流电），输入滤波、三端稳压器稳压、输出滤波五部分。下面是具体介绍。 220V的交流电从直流稳压电源插头经保险管送到变压器的初级线圈，并从次级线圈感应出经约9V的交流电压送到4个二极管。二极管在电路中的符号有短线的一端称为它的负极（或阴极），有三角前进标志的一端称为它的正极（或阳极）。基本作用是只允许电流从它的正极流向它的负极（即只能按三角标示的方向流动），而不允许从负极流向正极。我们知道，交流电的特点是方向和电压大小一直随时间变化，用通俗的话说，它的正负极是不固定的。但是不管从变压器中出来的两根线中哪根电压高，电流都能而且只能由D3或D4流入右边的电路，由D1或D2流回去。这样，从右边的电路来看，正极永远都是D3和D4连接的那一端，负极永远是D1和D2连接的那一端。这便是二极管整流的原理。 二极管把直流稳压电源交流电方向变化的问题解决了，但是它的电压大小还在变化。而电容器有可以存储电能的特性，正好可以用来解决这个问题。在电压较高时向电容器中充电，电压较低时便由电容器向电路供电。这个过程叫作滤波。图中的C1便是用来完成这个工作的。 经过C1滤波后的比较稳定的直流电送到三端稳压集成电路LM317T的Vin端(3脚)。LM317T是一种这样的器件：由Vin端给它提供工作电压以后，它便可以保持其+V out端(2脚)比其ADJ端(1脚)的电压高1.25V。因此，我们只需要用极小的电流来调整ADJ端的电压，便可在+V out端得到比较大的电流输出，并且电压比ADJ端高出恒定的1.25V。我们还可以通过调整PR1的抽头位置来改变输出电压－反正LM317T会保证接入ADJ端和+V out 端的那部分电阻上的电压为1.25V！所以，可以想到：当抽头向上滑动时，直流稳压电源输出电压将会升高！ 图中C2的作用是对LM317T 1脚的电压进行小小的滤波，以提高直流稳压电源输出电压的质量。图中D5的作用是当有意外情况使得LM317T的3脚电压比2脚电压还低的时候防止从C3上有电流倒灌入LM317T引起其损坏。 元件选择： 直流稳压电源大部分元件的选择都有弹性。IC选用LM317T或与其功能相同的其它型号（如KA317等，可向售货员咨询）。直流稳压电源变压器可以选择一般常见的9-12V的小型变压器，二极管选1N4001-1N4007均可。C1选择耐压大于16V、容量470-2200μF的电解电容均可。值得注意的是C2的容量表示法：前两位数表示容量的两位有效数字，第三位表示倍率。如果第三位数字为N，则它的容量为前两位数字乘以10的N次方，单位为PF。如C2的容量为10×104=100000PF=0.1μF。C2选用普通的磁片电容即可。C3的选择类似于C1。电阻选用1/8W的小型电阻。现在的小电阻一般用色环来标示其阻值，如果你还不会识别这种表示法，请看这篇文章-色环电阻的识别。 本直流稳压电源需要的元件都可以在电子商店买到，主要元件清单如下：
串联反馈式稳压电路 图XX_01 图XX_01是串联反馈式稳压电路的一般结构图，图中V I 是整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为比较放 大电路，V REF 为基准电压，它由稳压管D Z 与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得（见齐纳二极管一节），R 1 与R 2 组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。 这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT T与负载串联，故称为串联式稳压电路。输出电压的变化量由反馈 网络取样经放大电路（A）放大后去控制调整管T的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压V O 的目的。稳压原 理可简述如下：当输入电压V I 增加（或负载电流I O 减小）时，导致输出电压V O 增加，随之反馈电压V F =R 2 V O /（R 1 +R 2 ） =F V V O也增加（F V为反馈系数）。V F与基准电压V REF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使V B和I C减小，调 整管T的c-e极间电压V CE 增大，使V O 下降，从而维持V O 基本恒定。 同理，当输入电压V I 减小（或负载电流I O 增加）时，亦将使输出电压基本保持不变。 从反馈放大电路的角度来看，这种电路属于电压串联负反馈电路。调整管T连接成电压跟随器。因而可得 或
式中A V是比较放大电路的电压增益，是考虑了所带负载的影响，与开环增益A VO 不同。在深度负反馈条件下， 时，可得 上式表明，输出电压V O 与基准电压V REF 近似成正比，与反馈系数F V成反比。当V REF 及F V已定时，V O 也就确定了， 因此它是设计稳压电路的基本关系式。 值得注意的是，调整管T的调整作用是依靠V F 和V REF 之间的偏差来实现的，必须有偏差才能调整。如果V O 绝对 不变，调整管的V CE 也绝对不变，那么电路也就不能起调整作用了。所以V O 不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定。 因此，图10.2.1所示的系统是一个闭环有差调整系统。 由以上分析可知，当反馈越深时，调整作用越强，输出电压V O 也越稳定，电路的稳压系数g和输出电阻R o 也越 小。 基准电压V REF 是稳压电路的一个重要组成部分，它直接影响稳压电路的性能。为此要求基准电压输出电阻小，温度稳定性好，噪声低。目前用稳压管组成的基准电压源虽然电路简单，但它的输出电阻大。故常采用带隙基准电压源，其电路如图XX_01所示。由图可知，基准电压为 从原理上说，BJT T 3的发射结电压V BE3 可用作基准电压源，但它具 有较高的负温度系数（–2mV/℃），因而必须增加一个具有正温度系数的电压I C2R 2 来补偿。I C2 是由T 1 、T 2 和R e2 构成 的微电流源电路提代。其值为 故基准电压V REF 可表示为
1串联型直流稳压电源 为克服稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调的缺点，引入串联型稳压电路。串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用由晶体管电流放大作用增大负载电流，并在电路中引入深度电压负反馈，使输出电压稳定,通过改变网络参数使输出电压可调。直流稳压电源主要由四部分组成：变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分。除变压器部分外，其它部分都有多种形式。其中串联反馈型直流稳压电源是比较典型的一种。 1.1整体电路框图 串联型直流稳压电源的整体电路框架图如图1.1所示。 1.2 2 相差较大，因而需要通过电源变压器降压。变压器的副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压。为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。再经过稳压电路使输出的直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得很高的稳定性 整体电路原理图 2.1 基准点压电路、采样电路和比较放大电路等四个部分。此外，为使电路安全工作，还在电路中加保护电路，所以串联想稳压电路的方框图如图 在U2的正半周内，二极管D1、D4导通，D2、D3截止；U2的负半周内，D2、D3导通，D1、D4截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L，且方向是一致的。电路的输出波形如图2.4所示。 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于
输出电流的平均值的一半，即I f=I o1/22(U2是变压副边电压有效值) [1]。
2.4滤波电路 整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但含较大的交流成分，不能适应多数电子设备的需要。因此，整流后还需要滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。 滤波电路分为：电容滤波电路和电感滤波电路。本设计采用电容滤波电路。 2.4.1电容滤波的原理 电容滤波电路利用电容的充电放电作用，使输出电压平滑。其电路如图2.5所示。 2.54直流稳压电源电路图 直流稳压电源电路如图2.9所示。 2.6.3 差分比例运算电路 电路中有两个输入，且参数对称，如图2.12所示，则：
宁波大红鹰学院 《模拟电子技术》 课程设计报告 课题名称：线性可调直流稳压电源 分院：机械与电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 班级： 11电自3 姓名：XXX 学号：xxxxxxxxxx 指导教师：XX XXX 二○一三年十二月
线性可调直流稳压电源 一、设计任务 1、课题名称：线性可调直流稳压电源 2、设计要求 ①输出电压：V =4.5～12.0V； o ≥1A； ②最大输出电流：I omax ③输出纹波：V ≤10mV； P-P ④电压调整率：K u≤5%（最大输出电流时）； ⑤电流调整率：K i≤3%。（输出为12V时）。 二、硬件设计 1、直流稳压电源设计思路 （1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向脉动直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 （3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。 （4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给电压表。 2、直流稳压电源原理 （1）、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 图1直流稳压电源的方框图
①电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 ②整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电 ③滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。 ④稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。 （2）、整流电路 ①直流电路常采用二极管单相全波整流电路 图2单相桥式整流电路 ②工作原理 设变压器副边电压u2=错误！未找到引用源。U2sinωt，U2为有效值。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L，且方向是一致的。 图 3单相桥式整流电路简易画法及波形图 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即电路中的每只二极管承受的最
用三极管V代替图8.2中的限流电阻Ｒ，就得到图8.3所示的串联型三极管稳压电路。 在基极电路中，VDZ与Ｒ组成参数稳压器。 图8.3 串联型三极管稳压电路 2. 工作原理 〔实验〕： ①按图8.3连接电路，检查无误后，接通电路。 ②保持输入电压Ui不变，改变RL，观察U0。 ③保持负载RL不变，改变UL，观察U0。 结论：输出电压U0基本保持不变。 该电路稳压过程如下： （１）当输入电压不变，而负载电压变化时，其稳压过程如下： （２）当负载不变，输入电压U增加时，其稳压过程如下： （３）当ＵＩ增加时，输出电压Ｕ０有升高趋势，由于三极管Ｔ基极电位被稳压管ＤＺ固定，故Ｕ０的增加将使三极管发射结上正向偏置电压降低，基极电流减小，从而使三极管的集射极间的电阻增大，ＵＣＥ增加，于是，抵消了Ｕ０的增加，使Ｕ０基本保持不变．
上述电路虽然对输出电压具有稳压作用，但此电路控制灵敏度不高，稳压性能不理想。 8.3.2 带有放大环节的串联型稳压电路 1．电路组成 在图8.3电路加放大环节．如图8.4所示。可使输出电压更加稳定。 图８．４带放大电路的串联型稳压电路 取样电路：由Ｒ1、ＲP、Ｒ2组成，当输出电压变大时，取样电阻将其变化量的一部分送到比较放大管的基极，基极电压能反映出电压的变化，称为取样电压；取样电压不宜太大，也不宜太小，若太大，控制的 灵敏度下降；若太小，带负载能力减弱。 基准电路：由ＲZ、VDＺ组成，给V２发射极提供一个基准电压，ＲZ为限流电阻，保证VDＺ有一个合 适的工作电流。 比较放大管V2：Ｒ4既是V２的集电极负载电阻，又是V１的基极偏置电阻，比较放大管的作用是将输出电压的变化量，先放大，然后加到调整管的基极，控制调整管工作，提高控制的灵敏度和输出电压的稳定 性。 调整管V１：它与负载串联，故称此电路为串联型稳压电路，调整管V１受比较放大管控制，集射极间相 当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的波动。 2．工作原理 （１）当负载RL不变，输入电压ＵＩ减小时，输出电压U０有下降趋势，通过取样电阻的分压使比较放大管的基极电位ＵＢ２下降，而比较放大管的发射极电压不变（ＵＥ２＝ＵＺ），因此ＵBE2也下降，于是比较放大管导通能力减弱，ＵC2升高，调整管导通能力增强，调整管Ｖ1集射之间的电阻ＲCE1减小，管压降ＵCE1下降，使输出电压Ｕ0上升，保证了Ｕ0基本不变。其过程表示如下： （2）当输入电压不变，负载增大时，引起输出电压有增长趋势，则电路将产生下列调整过程： 当负载RL减小时，稳压过程相反。
. .页脚. 可调直流稳压电源设计报告 任微明（学号：） （物理与电子信息学院 10级科技班, 呼和浩特 010022） 指导教师:高焕生 摘要：主要采用变压器、整流、滤波、稳压的流程思路将输入220V交流电转换成电压3~12V的直流电源。其中，稳压电路采用三端固定稳压器LM317达到稳压效果，因此系统可根据实际需要对其设计进行适当的修改。本系统设计方便简单、易学易改、成本低廉、功能实用。 关键字：变压器；整流；滤波；稳压 1 设计容及要求 1.1 设计目的 1、学习小功率直流稳压电源的设计与调试方法。 2、掌握小功率直流稳压电源有关参数的测试方法。 3、通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会： (1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源； (2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 (3)通过电路的设计可以加深对该课程知识的理解以及对知识的综合运用。 1.2 设计容 设计一波形直流稳压电源，满足：当输入电压在220V±10%时，输出直流电压为3~12V。 1.3 设计要求 (1)电源变压器做理论设计； (2)合理选择集成稳压器； (3)完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图，PCB板；
(4)撰写设计报告、调试总结报告。 2 设计方法与步骤 2.1 设计方法 单元电路设计、PCB板设计、电路的组装与调试。 2.2 设计步骤 （1）功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的原始依据。 （2）画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图的理解和阅读，为组装、调试和维修时做好准备。 （3）按总电路图安装电路，调试并改进。 3 电路的设计 图3 整体电路图 3.1 电源变压器 过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含有较的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值，然后通过的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载何温度变化时，维持输出直流电压稳定。 3.2 整流电路 利用二极管的单向导电性，将交流电压变成单向脉动电压的电路，称为整流
串联型直流稳压电源 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p≤5mv； 一.原理电路和设计程序 小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图所示。220V的交流电经变压器后变成电压值比较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。下图为其基本框架 1.方案比较确定 方案一：用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源 方案二：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电路
上面两种方案中，方案一较简单，但功能较少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。从简单、合理、可靠、经济而且便于购买 的前提出发，选择方案二位最终的设计方案。 2．变压电路 （1）电源变压器T 的作用是将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui 。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压 器的效率。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。根据经验，稳压电 路的输出电压一般选取U i =（2～3）Uo 。所以选择15V10W 的变压器。 3.整流和滤波电路 整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，根据整流滤波电路工作原理图可知： 当正半周时，二极管D1、D2导通（D5、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周； 当负半周时，二极管D5、D4导通（D1、D2截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周 滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加 以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为： 2)2.1~1.1(U U I = 在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 22U U RM = 流过每只二极管的平均电流为： R U I I R D 245.02== 4.稳压电路 交流电压经过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或负载变化时，其平均值也随机变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网的电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得更高的稳定性。 由于成本、元件和仿真的条件限制，稳压电路只采取一个具有放大环节的基本串联型稳压电路和一个保护电路 由于简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节，造成电路